Archiv verlassen und diese Seite im Standarddesign anzeigen : Galaxienhaufen: Aktivität zentraler Schwarzer Löcher untersucht
astronews.com Redaktion
02.09.2009, 12:40
Mit Hilfe einer umfangreichen Analyse von über 60 Galaxienhaufen haben Astronomen der Universität Bonn jetzt den Zusammenhang zwischen Schwarzen Löchern im Zentrum von Galaxienhaufen und dem Gas, das ihnen als Nahrung dient, untersucht. Dabei gelang es ihnen, eine schon länger bestehende Theorie über die Aktivität der zentralen Schwarzen Löchern in Galaxienhaufen zu bestätigen. (2. September 2009)
Weiterlesen... (http://www.astronews.com/news/artikel/2009/09/0909-003.shtml)
SRMeister
02.09.2009, 12:58
weis jemand warum ausgerechnet nur kaltes Gas in S.L. fallen kann?
Hallo SRMeister,
weis jemand warum ausgerechnet nur kaltes Gas in S.L. fallen kann?im Artikel steht es:
Dieses Gas aber ist für Schwarze Löcher nur ausreichend abgekühlt genießbar. "Die Teilchen in heißem Gas bewegen sich zu schnell, als dass sie nahe genug an ein Schwarzes Loch heran kämen", es ist etwas mißverständlich formuliert. Natürlich könnte auch heißes Gas hinter den Ereignishorizont geraten, nur eben weil es heiß ist, ist es weder so dicht wie kaltes Gas, noch kann es an der Akkretion so zahlreich teilnehmen wie es kälterem Gas widerfährt, daß schon nicht mehr genügend kinetische Energie hat um dem Akkretionsbereich nochmal zu entkommen.
Herzliche Grüße
MAC
Die Geschwindigkeitsvektoren der Atome oder Moleküle im Raum sollten bei heißem Gas genau so gleichmäßig im Raum verteilt sein wie bei kaltem. Und auch von der gravitativen Beschleunigung sollten sie nicht richtungsabhängig erfaßt werden. Vielleicht gibt es ja noch einen anderen Grund - ein Zeitgradient? Oder eine Ladung?
Hallo Luzifix,
schau Dir mal diese Seite: http://de.wikipedia.org/wiki/Jeans-Kriterium an.
Herzliche Grüße
MAC
SRMeister
02.09.2009, 15:36
Genau so wie Luzifix das sagt, denke ich auch darüber. Nur weil Atome heis sind gehen sie dem SL doch nicht aus dem Weg.
Aus dem Jeans Kriterium folgt ja auch nur, das heisse Wolken eine geringere Dichte haben als kalte, oder hab ich da was übersehen? Klar, eine Wolke mit geringerer Dichte, gegenüber einer Wolke mit erhöhter Dichte(kalt), mit gleichem Volumen, würde weniger Material an das SL verlieren. Aber ist das der einzige Grund?
Wie mac habe ich spontan auch ans Jeans-Kriterium gedacht. Dann fiel mir das Eddington-Limit ein:
http://de.wikipedia.org/wiki/Eddington-Limit
Vielleicht spielen ja beide zusammen eine Rolle.
Orbit
Hallo SRMeister,
Egal ob Atom oder Stern, sowas fällt nicht, oder jedenfalls nur mit sehr geringer Wahrscheinlichkeit direkt in ein SL. Sie müssen treffen und direkt passiert das so gut wie nie.
Der Schwarzschildradius des zentralen SL in der Milchstraße beträgt bei einer Masse von 4,3 M0 12,75 Millionen km
Das SL kann nur das Gas an sein Schwerefeld binden, das langsam genug ist. Die Fluchtgeschwindigkeit für dieses SL im Abstand von 137 Lichtjahren (das ist ein sehr kleines Futtervolumen) beträgt nur noch 29,75 km/s. So schnell wie die Erde um die Sonne fällt. Das ist umgerechnet auf ein Wasserstoffatom eine Temperatur von 357000°K. Aus dieser Entfernung ist die Chance das SL zu treffen, rein geometrisch nur noch 1/1E16.
Hat das Gas in dieser Entfernung vom SL noch diese oder eine höhere Geschwindigkeit, dann ist es für das SL praktisch unerreichbar. Langsameres Gas aber fällt nicht einfach in das SL. Jedes einzelne Atom/Molekül befindet sich auf einer Umlaufbahn. Nur durch Stoß mit anderen Gasmolekülen kann seine kinetische Energie abgebaut werden und sich der Radius der Umlaufbahn verringern. Magnetfelder spielen da ganz sicher auch eine Rolle, aber nicht unbedingt eine bremsende. In dieser Situation bildet sich eine Akkretionsscheibe aus, einfach deshalb, weil dort wo schon viele Moleküle sind, die Chance eines Treffers größer ist und damit auch die Chance ausgerechnet an dieser dichteren Stelle abgebremst zu werden. Diese Akkretionsscheibe aber strahlt (durch die zahlreichen Stöße) ihrerseits eine große Anzahl Photonen ab. Die wiederum beleuchten das Gas in der Akkretionsscheibe und auch das umliegende Gas und erwärmen es wieder. Auf diese Weise läßt die Strahlung der Akkretionsscheibe nicht zu, daß beliebig viel Gas nachströmt. Je weiter man dabei nach innen kommt, um so höher ist die Umlaufgeschwindigkeit und um so höher ist die mittlere Stoßenergie und damit die Wellenlänge der abgestrahlten Photonen kürzer.
Herzliche Grüße
MAC
SpiderPig
02.09.2009, 17:20
Hallo,
Nicht ganz richtig, aber einfach verständlich ausgedrückt könnte man sagen:
Das heiße Gas hat einen Innendruck, der verhindert, das weiteres Gas nach strömt. Somit muss das SL mit dem bisschen was so nachkommt auskommen und heizt dadurch den Rest drumherum auch noch nach, sodass der Druck bleibt.
Ist das Gas kalt, kann es zum SL zusammen stürzen.
Wie gesagt, ganz richtig ist das nicht, aber es veranschaulicht den Vorgang recht gut finde ich.
SpiderPig
Das SL kann nur das Gas an sein Schwerefeld binden, das langsam genug ist. Die Fluchtgeschwindigkeit für dieses SL im Abstand von 137 Lichtjahren (das ist ein sehr kleines Futtervolumen) beträgt nur noch 29,75 km/s. So schnell wie die Erde um die Sonne fällt. Das ist umgerechnet auf ein Wasserstoffatom eine Temperatur von 357000°K. Aus dieser Entfernung ist die Chance das SL zu treffen, rein geometrisch nur noch 1/1E16.
Hat das Gas in dieser Entfernung vom SL noch diese oder eine höhere Geschwindigkeit, dann ist es für das SL praktisch unerreichbar....Jedes einzelne Atom/Molekül befindet sich auf einer Umlaufbahn. Nur durch Stoß mit anderen Gasmolekülen kann seine kinetische Energie abgebaut werden und sich der Radius der Umlaufbahn verringern.
Das ist zwar ausgesprochen interessant. Aber es will mir nicht so recht einleuchten, warum sich eine Gaswolke überhaupt um ein zentrales Objekt drehen sollte, dazu noch mit so hoher Geschwindigkeit?
Zweitens: Die Links oben behandeln die Verhältnisse in selbst kollabierenden Gaswolken, hier bei diesem Thema ist die Schwerkraftquelle als SL bereits vorhanden.
Drittens: In einer Gaswolke, solange sie nicht relativistisch schnell bewegt wird (mit Energie von außen) werden immer statistisch gleich viele Partikel erzeugt, die langsamer sind wie auch welche die schneller sind als die mittlere Teilchengeschwindigkeit. Das gleiche gilt für die Richtungen, die zu diesen verschieden beschleunigten Teilchenpaaren gehören, ebenso für die freien Weglängen.
Alle diese Bewegungsvektoren werden von der gravitativen Beschleunigung des SL überlagert, und eben jene, die zufällig eine ähnliche Richtung haben, wie die des Gravitationsfeldes - die langsamen wie die schnellen! - bilden gemeinsam mit dem G-Vektor eine Bahnkurve Richtung SL aus. Die relative Geschwindigkeit der Teilchen zum SL hat auf die Bolzmann -Verteilung im unrelativistischen Bereich keinen Einfluß. Einen Einfluß hätte das, wenn die freie Weglänge und die Radialgeschwindigkeit sehr groß wären, genau das ist aber gerade bei heißem Gas normalerweise nicht der Fall. Aber vielleicht ist das betrachtete Gas ja derart dünn?
Resümee: Ich habe also diesen astronews-Artikel nicht verstanden.
Da fällt mir noch was ganz Irres ein: Wie ist das denn mit den Ladungen von Elektronen und Protonen, wenn die Atome beim Annähern an das SL von den Gezeitenkräften zerrissen werden? Kann es vielleicht sein, daß die Protonen und Neutronen voraus fliegen, weil sie schwerer sind, während die Elektronen hinterher bummeln und noch für eine Weile eine negativ geladene abschirmende Wolke bilden? Oder wenn die Ladungsträger sogar im SL zerstört werden - nacheinander bei entsprechendem Zeitgradienten? Gut, das war jetzt ein bisschen scifi. Ich wollte hier niemanden strapazieren. Bin schon weg!
Die Masse des sog. Testkörpers spielt bei der Gravitation keine Rolle.
SRMeister
03.09.2009, 01:42
Aber ein schwarzes Loch könnte elektrisch geladen sein, und auch rotieren. Siehe Kerr-Newman-Metrik.
Die elektrische Ladung könnte ja einen Einfluss auf ionisierte Gaswolken in der Umgebung haben???
Außerdem erzeugt es ein gravitomagnetisches Feld, welches die Raumzeit in seiner Umgebung verdrillt.
So Luzifix das war dein Abendbrot :) Morgen will ich hier mehr scifi lesen :)
SpiderPig
03.09.2009, 07:22
Alle diese Bewegungsvektoren werden von der gravitativen Beschleunigung des SL überlagert ... Das ist nur in einem vergleichsweise kleinen Raum um das SL herum so. Weiter draußen - und darum geht es ja, denn das SL frisst zwar das Material in unmittelbarer Nähe (einige Lichtstunden) sicher auf, aber der Nachschub ist viele x Lichtjahre entfernt - überwiegt fast jede andere Bewegung wie zB. die Temperatur.
Morgen will ich hier mehr scifi lesen :) Ich auch.
SpiderPig
Die Fliehkräfte! Wie konnte ich das übersehen. Für Objekte, die sich um das SL herum bewegen, müssen sie ja die gravitativen Kräfte gerade kompensieren. Allmählich beginne ich zu verstehen, was mac meinte.
Es ist offenbar so: Alles, was in der Vergangenheit zu langsam war, um eine physikalisch stabile Umlaufbahn zu entwickeln, all das hat das SL längst gefressen, das ist gestorben, und wir sehen nur noch den Teil der Materie, der übrig geblieben ist, der sich quasi mit seiner thermischen Energie (mit letzter Kraft) auf so eine Umlaufbahn hat retten können. Richtig?
Dieser Rest macht auf uns sozusagen einen falschen Eindruck. Dann müßte das aber auch im astronews-Artikel anders formuliert werden. (Das ist jetzt etwas frech von mir.) Was Temperatur ist im thermodynamischen Sinne und im Sinne von Planck, (darüber habe ich schon mehr Streit gehabt), das ist hier offenbar für die richtige Formulierung entscheidend.
Aber für die Freaks von Strahlungsdruck versus Gravitationsdruck habe ich noch etwas: In einem Feld mit einem Gradienten in der Krümmung der Raumzeit, wie in der Nähe eines SL würde sich jeder Strahlungsdruck, wie er in heißem Gas oder bei der Sternentstehung auftritt, ganz unterschiedlich auswirken, je nachdem, in welche Richtung die Strahlung abgestrahlt wird. Und - was soll ich dazu sagen? - Richtung SL ist die Strahlung tatsächlich blauverschoben, also energiereicher und vom Strahlungsdruck her effizienter. In der Gegenrichtung, also zu uns her, ist sie rotverschoben, also energieärmer. Das müßte das SL also mit zusätzlichem Material füttern. Ganz im Gegenteil zu dem, was hier beschrieben wurde. Wie sich das bei jenem Effekt darstellt, den Orbit oben erwähnt hatte (??) könnte ich jetzt aber nicht sagen.
Ok, das SL hungert zuweilen. Und ich behaupte, dabei nimmt es ab. Wie menschlich.
Ok, das SL hungert zuweilen. Und ich behaupte, dabei nimmt es ab. Wie menschlich.
Das sagt jedenfalls Hawking; aber er sagt auch, dass fette SL nur langsam abnehmen. :)
Hallo, werte Mitstreiter,
warum ist diese Strahlung eigentlich so intensiv ? Fragen wir Andreas Müller:
"Akkretion ist der effizienteste Prozess, um Gravitationsenergie in Strahlungsenergie umzuwandeln. Sie ist sogar effizienter als das nukleare Feuer in Sternen! Denn bis zu 42% der Ruheenergie der Materie kann bei der Akkretion in Strahlungsenergie verwandelt werden (rechnerische Details unter Eddington-Leuchtkraft). Demgegenüber weist die thermonukleare Fusion im Innern von Sternen nur eine Effizienz von 0.7% auf. Akkretion auf ein kompaktes Objekt erzeugt deshalb die größten bekannten Leuchtkräfte im Universum!"
http://www.wissenschaft-online.de/astrowissen/lexdt_a02.html#akk
Mithin, es werden über 40 Prozent der einfallenden Masse nach E=mc*2 in Energie verwandelt und wir dürfen an dieser Stelle mit superharter Gammastrahlung rechnen. Diese nun ist sicher in der Lage, Materie mit ihrem Strahlungsdruck nach außen zu drängen, es besteht also die Notwendigkeit, diese Strahlung möglichst schnell zu entsorgen, damit das SL weiterhin "Appetit" hat. Zweite Frage: wo geht diese eigentlich hin? nach "außen"? Dazu ist die Leuchtkraft zu gering. Nach "innen"? Da brächte es die Energiebilanz des SL durcheinander. Aufheizen darf sich dieses nicht, denn seine Temperatur nähert sich mit zunehmender Größe dem Nullpunkt, wie Hawking bewiesen hat. Drehimpuls? Auch der ist durch die Lichtgewindigkeit begrenzt, mit der die Ränder höchstens rotieren dürfen.
Ladung? Auch das hat einmal ein Ende.
Wo also soll diese Energie hin? Diese Frage lässt sich aufs Erfreulichste mit einem anderen Phänomen verknüpfen, das bisher ebenfalls ein Rätsel darstellt: an den Polen nämlich wirft das SL Jetstrahlen aus, was es per Definition garnicht dürfte. Denn kein Lichtstrahl kann das SL verlassen und noch weniger massetragende Materie. Genau diese ist aber in den Jetstrahlen vorhanden, denn sie senden "Synchrotronstrahlung" aus. Diese entsteht, wenn geladene Partikel von einem Magnetfeld auf eine Kreisbahn gezwungen werden. Und geladene Partikel sind nun einmal massebehaftet.
Meine Theorie: die Gammastrahlung von der Akkretionsscheibe begibt sich auf eine Kreisbahn um das SL. Die Bahn um das SL, auf der es gerade einen Kreis beschreibt, hat einen Radius von 1,5 mal dem Schwarzschildradius, wofür ich allerdings bisher keine Herleitung gefunden habe. Dort an den Polen stößt sie mit anderen Gammapartikeln zusammen. Diese fliegen nun nicht, wie das sichtbare Licht einfach durcheinander hindurch, vielmehr gibt es hier eine "Paarvernichtung" von Gammaquanten. Es entsteht ein Elektron und ein Positron, beziehungsweeise bei größeren Energien ein Proton und ein Anti-Proton, welche jeweils im 180-Grad-Winkel auseinander fliegen.
Womit nun die Herkunft der Jet-Materie erklärt wäre. Nur, wie es dann weitergeht, liegt aus meiner Sicht noch im Dunkeln. Wir haben vier Sorten von Teilchen, zwei positive, zwei negative, zwei schwere, zwei leichte und zwei baryonische sowie zwei Antiteilchen.
Also um einmal diese haarsträubende Theorie zum Ende zu führen: das Magnetfeld wird so wirken, dass es die Teilchen mit einer Ladung bündelt, die anderen hingegen nach außen schleudert. Die gebündelten würden dann den Jetstrahl bilden, der aus Coulomb'scher Abstoßung heraus sich immer mehr beschleunigt (was man ja beobachtet). Was dann zum Beispiel hieße: am Nordpol werden Elektronen und Anti-Protonen ausgeworfen, am Südpol hingegen Positronen und Protonen. Erschreckend ! Das hieße, dass das SL die Ladungen großräumig trennt.
Allerdings sind die Vorgänge wenigstens energetisch halbwegs erklärt.
Ich hoffe, dem Wunsch nach mehr scifi entsprochen zu haben.
Gruß Artur
an den Polen nämlich wirft das SL Jetstrahlen aus, was es per Definition garnicht dürfte. Denn kein Lichtstrahl kann das SL verlassen und noch weniger massetragende Materie.
Die Teilchen der Jets stammen nicht aus dem Innern des SL, sondern aus der Akkretionsscheibe.
Meine Theorie: die Gammastrahlung von der Akkretionsscheibe begibt sich auf eine Kreisbahn um das SL.
Wieso willst Du die Gammastrahlung ans SL binden? Dann würde man ja keine messen.
Die Gammastrahlung stammt aus den Jets, und die werden in Richtung der Rotationsachse ausgestossen.
Die Bahn um das SL, auf der es gerade einen Kreis beschreibt, hat einen Radius von 1,5 mal dem Schwarzschildradius
Diesen Radius nimmt man in der Tat an, aber als kleinsten Radius, auf dem noch eine stabile Umlaufbahn von Teilchen möglich ist.
vielmehr gibt es hier eine "Paarvernichtung" von Gammaquanten. Es entsteht ein Elektron und ein Positron
Bei einer 'Paarvernichtung' entstehen keine Teilchen. Sie vernichten sich. :)
Womit nun die Herkunft der Jet-Materie erklärt wäre.
Nicht wirklich. ;)
Also um einmal diese haarsträubende Theorie zum Ende zu führen:...
Besser wäre, nochmals die Grundlagen zu studieren.
Orbit
Mithin, es werden über 40 Prozent der einfallenden Masse nach E=mc*2 in Energie verwandelt und wir dürfen an dieser Stelle mit superharter Gammastrahlung rechnen. Diese nun ist sicher in der Lage, Materie mit ihrem Strahlungsdruck nach außen zu drängen,
1. Gibt es da nicht eine feste Relation zwischen der Frequenz der entweichenden Strahlung und der Fähigkeit des dort vorhandenen Feldes, Materie stark zu beschleunigen (in Richtung SL)?
2. Das hier Zitierte kann sich doch nur außerhalb des Ereignishorizonts abspielen oder? Da breiten sich Gamma-quanten nicht nach alles Seiten aus?
3. Noch etwas ganz Doofes: Ist es nicht eher unwahrscheinlich, daß es dieses Universum tatsächlich noch gibt, obwohl so viele große SL darin existieren? Andersrum: Ist unsere Existenz nicht ein Hinweis darauf, daß die heutigen Vorstellungen von SL wenigstens in Teilen noch falsch sind?
Die Teilchen der Jets stammen nicht aus dem Innern des SL, sondern aus der Akkretionsscheibe.^
Aber aus was für einem Motiv? Warum sollten Materieteilchen zu den Polen fliegen, wenn sie im Anziehungsbereich eines SL sich befinden? Welche Kraft ist hier am Wirken?
Wieso willst Du die Gammastrahlung ans SL binden? Dann würde man ja keine messen.
Die Gammastrahlung stammt aus den Jets, und die werden in Richtung der Rotationsachse ausgestossen.
Auch hier die Frage: wie geht die Gammastrahlung zunächst Richtung Pol?
Diesen Radius nimmt man in der Tat an, aber als kleinsten Radius, auf dem noch eine stabile Umlaufbahn von Teilchen möglich ist.
Steht hier aber anders:
"In einer Entfernung von 1,5 Schwarzschild Radien tritt ein merkwürdiges Phänomen auf: Ein sorgfältig ausgerichteter Lichtstrahl kann das Schwarze Loch unendlich lange umkreisen, die Anziehung reicht nicht aus, um das Licht in das Loch hineinzuziehen, sie ist jedoch groß genug, um die Photonen auf einer Kreisbahn festzuhalten."
http://www.scinexx.de/dossier-detail-11-5.html
Ein hochinteressanter Ort, übrigens dieser Radius. Da ist die Zeit mehrdeutig, ich sehe in allen Richtungen verschiedene Kopien von mir selbst, zu jeweils gleichen Zeitabständen.
Da nun hier immer so scharf nachgefragt wird: nicht jetzt im Augenblick, sondern wenn ich mich auf diesem Radius befände.
Bei einer 'Paarvernichtung' entstehen keine Teilchen. Sie vernichten sich. :)
Nun, ein Paar von Gammaquanten kann sich auch vernichten und wie soll man das sonst nennen? Ich dachte der Effekt sei bekannt. Mal ein Zitat aus Spektrum d.W. vom Juli 2009 ("Auf der Spur der kosmischen Beschleuniger")
"Wie sehr schwächt das extragalaktische Hintergrundlicht (EH L)
die Gammastrahlung eines Quasars? Um das herauszufinden,
treffen Theoretiker Annahmen über das emittierte Spektrum
des Quasars (links unten, blau). Dieses wird beim Durchqueren
des EH L verändert. Treffen nämlich energiereiche
Gammaquanten auf EHL-Photonen, zerstrahlen sie in ein
Elektron (e–) und ein Positron (e+). Bei geringer EHL-Dichte
(rechts unten) weist das beobachtbare Spektrum (rosa) dann
eine andere Form als bei hoher EH L-Dichte (rechts oben) auf. Im
letzteren Fall gehen vor allem die energiereichsten Gammaquanten
verloren. "
Will sagen, diese Erzeugung von Positron und Elektron passiert schon, wenn Gammaquant und Lichtquant aufeinander treffen. Bei zwei Gammaquanten erst recht, plus kinetischer Energie dazu.
Gruß Artur
Ist unsere Existenz nicht ein Hinweis darauf, daß die heutigen Vorstellungen von SL wenigstens in Teilen noch falsch sind?
Welche Vorstellungen meinst Du? Die der Boulevard-Presse, wenn sie das Sommerloch damit zu füllen versucht oder die der Wissenschaftler?
Wer sich eine Vorstellung über die Vorstellung letzterer machen möchte, der schaue sich mal im von Artur verlinkten Müller-Lexikon um. Das ist wohl im deutschsprachigen Raum eine der besten Adressen zu diesem Thema, hat Müller doch über ein SL-Thema doktoriert.
Orbit
Aber aus was für einem Motiv? Warum sollten Materieteilchen zu den Polen fliegen, wenn sie im Anziehungsbereich eines SL sich befinden? Welche Kraft ist hier am Wirken?
In der Physik gibt's keine Motivation. Das ist ein Begriff aus der Psychologie.
Warum die Teilchen das tun, ist laut Müller nicht endgültig geklärt. Es gibt zwei favorisierte Modelle:
- das Blandford-Payne-Szenario
- den Blandford-Znajek-Mechanismus
wie geht die Gammastrahlung zunächst Richtung Pol?
Die entsteht erst in den Jets. Zum Pol wandern Teilchen der Akkretionsscheibe.
Da ist von verdrillten Magnetfeldlinien die Rede, welche das bewirken.
Nun, ein Paar von Gammaquanten kann sich auch vernichten
Ich kenne nur die Paarerzeugung und -vernichtung von Teilchen und Antiteilchen, nicht aber jene von Gammastrahlung.
Will sagen, diese Erzeugung von Positron und Elektron passiert schon
Klar; aber ich habe Deine Formulierung Paarvernichtung = Erzeugung von Teilchen kritisiert.
...wenn Gammaquant und Lichtquant aufeinander treffen. Bei zwei Gammaquanten erst recht, plus kinetischer Energie dazu.
Wenn Strahlung aufeinander trifft, passiert gar nichts. Bosonen überlagern sich ungestört.
Orbit
SRMeister
04.09.2009, 01:56
Aber aus was für einem Motiv? Warum sollten Materieteilchen zu den Polen fliegen, wenn sie im Anziehungsbereich eines SL sich befinden? Welche Kraft ist hier am Wirken?
In der Physik gibt's keine Motivation. Das ist ein Begriff aus der Psychologie.
Warum die Teilchen das tun, ist laut Müller nicht endgültig geklärt. Es gibt zwei favorisierte Modelle:
- das Blandford-Payne-Szenario
- den Blandford-Znajek-Mechanismus
Orbit, an dieser Stelle sollten wir unser Wissen auf einen gemeinsamen Nenner bringen.
So wie ich das bisher verstanden hatte, zwingt die gravitomagnetische Kraft des SL das heiße Plasma, welches sich sehr nahe am SL befindet, in eine stabile Umlaufbahn, das heisst es fällt kaum herein, aber es erhitzt sich stark und strahlt in richtung Rotationsache in Materiejets ab, weil das stark erhitzte und rotierende Plasma ein Magnetfeld erzeugt welches wiederum die Teilchen beschleunigt und fokussiert, als Jet in beide Richtungen.
In der Physik gibt's keine Motivation. Das ist ein Begriff aus der Psychologie.
Warum die Teilchen das tun, ist laut Müller nicht endgültig geklärt. Es gibt zwei favorisierte Modelle:
- das Blandford-Payne-Szenario
- den Blandford-Znajek-Mechanismus
Zitat Müller (bei Blandford-Payne)
"Typische Ausfließgeschwindigkeiten sind vergleichbar mit der Keplergeschwindigkeit am betreffenden Scheibenradius. Diese wiederum fällt mit der inversen Quadratwurzel im Abstand ab: die Windgeschwindigkeiten sind größer bei kleinen Radien und können sogar vergleichbar mit der Vakuumlichtgeschwindigkeit werden, falls die Scheibe sehr nah um ein Schwarzes Loch rotiert. "
Diese Ansicht ist inzwischen überholt. In der Nähe des SL gibt es keine "Keplergeschwindigkeit". Auf dem 1,5-fachen Schwarzschildradius zum Beispiel ist es völlig unmöglich, Fliehkraft aufzubauen. Sie ist unabhängig von der Gewscheindigkeit eines dort umlaufenden Körpers immer exakt gleich null. Wie immer, wenn Materie dem Weg des Lichts folgt.
Das folgt aus einer leider wenig beachteten Arbeit aus dem Jahr 1993, die untersucht, wie die Fliehkraft auf Körper wirkt, die noch näher als obiger Radius am SL sind. Allen Ernstes wird hier die Fliehkraft negativ, will sagen, sie wirkt nach innen. Das Schwarze Loch ist ergo kein Pfannkuchen, sondern eher eine Wurst durch die Wirkung der Fliehkraft. Klingt, als hätte sich die Bild-Redaktion sich das ausgedacht, ist aber zutreffend:
http://www.spektrum.de/artikel/820841
Die entsteht erst in den Jets. Zum Pol wandern Teilchen der Akkretionsscheibe.
Da ist von verdrillten Magnetfeldlinien die Rede, welche das bewirken.
Gut, kann man sich vorstellen, dass dieses torusförmige Magnetfeld einen der Anziehungskraft entgegen gesetzten Kraftvektor erzeugt. Dann aber würde es auf die andere Ladung entgegengesetzt wirken und diese würde erst recht ins SL gezogen werden. Du hast also dasselbe Problem wie ich weiter oben: an einem Pol hast Du nur negative Ladung, am anderen nur positive.
Wenn Strahlung aufeinander trifft, passiert gar nichts. Bosonen überlagern sich ungestört.
Orbit
Das nun stimmt nicht. Wo käme denn dann Materie eigentlich her?
Hier bei "Penrose-Prozess" steht es : Gamma&Gamma gibt e+ & e-.
http://www.wissenschaft-online.de/astrowissen/lexdt_p02.html#penrose
Um es einmal zusammen zu fassen: die Vorstellung, dass statt Materiepartikel Gammastrahlen von der Scheibe zu den Polen wandert, ist aus obigen Gründen zwar nicht letztlich zu beweisen. Sie ist aber in allen Punkten wesentlich eleganter.
Des Müllers Lob hingegen kann ich mich vollinhaltlich anschließen.
Gruß Artur
Diese Ansicht ist inzwischen überholt.
Aber sicher nicht von Erkenntnissen aus dem Jahre 1993 (Spektrum-Link) oder vom Gedankenexperiment von Penrose aus dem Jahre 1962. Müller hat anfangs dieses Jahrtausends doktoriert.
In der Nähe des SL gibt es keine "Keplergeschwindigkeit".
'In der Nähe' heisst eben innerhalb von 1,5 Rs. Und da sind sich alle einig. Die Arbeit von 1993 beschreibt diese Situation einfach auf konventionelle Weise mit Hilfe von Zentripetal- und Zentrifugalkraft.
Auf dem 1,5-fachen Schwarzschildradius zum Beispiel ist es völlig unmöglich, Fliehkraft aufzubauen. Sie ist unabhängig von der Gewscheindigkeit eines dort umlaufenden Körpers immer exakt gleich null.
Das hast Du falsch verstanden: Nicht die Fliehkraft ist null, sondern die Differenz aus Fliehkraft und Gravitationskraft. Das ist aber bei allen Keplerbahnen so. Deshalb ist man auf Keplerbahnen schwerelos.
Du hast also dasselbe Problem wie ich weiter oben: an einem Pol hast Du nur negative Ladung, am anderen nur positive.
Damit habe ich kein Problem; denn ich will Dir die Idee der Ladungstrennung gar nicht ausreden. In diese Überlegungen müsste dann allerdings auch einfliessen, dass da nicht nur Ladungen, sondern auch Materie und Antimaterie getrennt würde.
Das nun stimmt nicht.
Ja, nach der Penrose-Hypothese nicht, aber die ist eben auch nur eine Hypothese.
Wo käme denn dann Materie eigentlich her?
Der weitaus grösste Teil sowieso aus der primordialen Nukleosynthese.
dass statt Materiepartikel Gammastrahlen von der Scheibe zu den Polen wandert, ist aus obigen Gründen zwar nicht letztlich zu beweisen. Sie ist aber in allen Punkten wesentlich eleganter.
Nein, das ist gar nicht elegant, sondern falsch. Nur Teilchen können Ladung tragen und somit mit einem Magnetfeld wechselwirken, Gammastrahlen nicht.
Orbit
Das hast Du falsch verstanden: Nicht die Fliehkraft ist null, sondern die Differenz aus Fliehkraft und Gravitationskraft. Das ist aber bei allen Keplerbahnen so. Deshalb ist man auf Keplerbahnen schwerelos.
Absolut nicht. Unsere Sonne kann einen Lichtstrahl nur um Bruchteile eines Grades umbiegen. Wenn aber das Licht auf eine Kreisbahn gezwungen wird, liegt dem eine extreme Raumkrümmung zugrunde und wir können einfach nicht so tun, als sei die Geometrie dort so flach wie bei uns auf der Erde und das Dreieck hätte 180 Grad. Hat es nicht, diese Geometrie hat verblüffende Ähnlichkeit mit dem von Henry Poincaré ersonnenen hyperbolischen Universum, das sich ergibt, wenn man die Außenwelt an einem Einheitskreis spiegelt.
http://de.wikipedia.org/wiki/Hyperbolische_Geometrie
(Poincarésches Kreisscheibenmodell)
Es ist ja im Intro des Artikels schon gesagt worden, dass die Fliehkraft im Nahbereich negativ wird, d.h. nach innen wirkt. Dann muss es einen neutralen Bereich geben, auf dem die Fliehkraft eben null ist und das ist nun auf diesem Radius von 1,5 Gr der Fall, der im Poincaré-Universum als Einheitskreis bzw. -kugel fungiert.
Das alles ist mathematisch unterlegt, ist aber der Anschauung nicht ganz unzugänglich. Nimm an, der Forumsausflug führt uns an den Rand eines Ereignishorizonts, wo wir durch Versprühen von Anti-Gravitations-Spray unser Absacken auf den Grund des Schwarzen Lochs verhindern.
Erst einmal sehen wir uns um. Zwar ist es ringsum stockfinster, aber es ist nicht so, dass wir überhaupt nichts sehen. Nach oben ist ein Loch, durch das wir das Firmament sehen und zwar komplett, auch die Sterne, die eigentlich hinter dem SL liegen, denn deren Licht ist zu uns her gekrümmt worden. Ein nicht unbequemer Platz für Astronomen, denn hier kann man in sämtliche Richtungen schauen, ohne den Kopf zu drehen.
Jetzt beleuchten wir einen der Großkreise auf dem 1,5 Gr mit einer Neonröhre. Wie nehmen wir diese wahr? Nun, als Gerade. Und hier nun greift das von Albert Einstein gefundene Prinzip des "zutreffenden Augenscheins". Will sagen, in einer verzerrten Raumzeit sind die tatsächlichen Wirkungen der Felder so, wie sie von unserem Auge wahrgenommen werden. Wenn wir die Bahn also als Gerade wahrnehmen, heißt das, dass dort keine Fliehkraft auftritt.
Machen wir den Neonring noch enger, dann ist der "gesehene" Kreis der am Einheitskreis gespiegelte tatsächliche. Will sagen, die Krümmung am nächsten Punkt ist vom Schwarzen Loch weg und die Fliehkraft wäre demnach auf dieses hin gerichtet. Mithin negativ.
Leider wird dieses Wissen weitgehend ignoriert. Keplerkreise, wie im flachen Raum kann es unter diesen Bedingungen nicht geben.
Damit habe ich kein Problem; denn ich will Dir die Idee der Ladungstrennung gar nicht ausreden. In diese Überlegungen müsste dann allerdings auch einfliessen, dass da nicht nur Ladungen, sondern auch Materie und Antimaterie getrennt würde.
Meine Worte !
Ja, nach der Penrose-Hypothese nicht, aber die ist eben auch nur eine Hypothese.
Aber mit gravierenden Auswirkungen. Gammastrahlung wäre ideal, um Informationen über Pulsare und Schwarze Löcher zu erfahren. Aber das meiste kommt bei uns nicht an, wegen "Paarerzeugung", wie es richtig heißt.
Der weitaus grösste Teil sowieso aus der primordialen Nukleosynthese.
Akzeptiert. Aber wenn es nur diese Möglichkeit gäbe, stünde fest dass sich im jetzigen Universum nur Materie in Energie verwandeln kann, das Umgekehrte hingegen ausgeschlossen ist. Das würde ja damit enden, dass wir irgendwann unser Universum "verheizt" haben.
Nein, das ist gar nicht elegant, sondern falsch. Nur Teilchen können Ladung tragen und somit mit einem Magnetfeld wechselwirken, Gammastrahlen nicht.
Orbit
Nie habe ich etwas anderes behauptet.
Gruß Artur
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